Моделирование отражения протонов низких и средних энергий от поверхности стенки плазменных установок методом статистических испытаний

• Автор: Сотников, Виктор Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 260 c. : ил

ШВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ОТРАЖЕНИЕ АТОМНЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ПРОТОНОВ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ТВЕРДОГО ТЕЛА

1.1. Основные определения и соотношения

1.2. Теоретический подход к изучению отражения

легких ионов

1.3. Модели расчета на ЭВМ траекторий ионов в веществе

1.3.1. Приближение взаимодействия многих тел

1.3.2. Приближение парных соударений

1.3.2.1. Модели с упорядоченным расположением атомов

1.3.2.2. Модели с неупорядоченным расположением атомов

1.4. Основные результаты машинного моделирования.

Сравнение с экспериментом

1.4.1. Энергетические зависимости коэффициентов отражения
1.4.2. Угловые зависимости коэффициентов
отражения
1.4.3. Дифференциальные распределения
1.4.3.1. Энергетические спектры
1.4.3.2. Угловые распределения
1.4.3.3. Корреляция энергетических спектров и распределений частиц по глубине проникновения и внедрения
ВЫВОДЫ
Глава II. МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИОНОВ И ВОДОРОДНОЙ ПЛАЗМЫ
СО СТЕНКОЙ
2.1. Модель соударения иона и атома в кристалле
2.2. Модели взаимодействия протонов с твердым телом
в приближении парных соударений
2.2.1. Модель взаимодействия ионов с веществом
с аморфной структурой

2.2.1.1. Прохождение ионов во внутренних
слоях вещества
2.2.1.2. Учет особенностей взаимодействия с поверхностным слоем
2.2.2. Модель прохождения ионов через вещество с неупорядоченным расположением атомов, реализуемая методом "рандомизации" кристалла
2.2.2.1. Прохождение через внутренние области мишени
2.2.2.2. Моделирование взаимодействия с поверхностью
2.2.3. Модель взаимодействия с рельефной поверхностью
2.2.3.1. Одномерный рельеф
2.2.3.2. Двухмерный рельеф
2.2.3.3. Учет упругих и неупругих потерь энергии
2.3. Модель взаимодействия плазмы со стенкой
2.3.1. Моделирование потоков протонов из плазмы
при отсутствии магнитного поля
2.3.2. Моделирование потоков протонов на стенку
при наличии магнитного поля
2.3.3. Моделирование потоков протонов на стенку при смещении плазмы к стенке поперек магнитного поля
2.4. Модель взаимодействия периферийной плазмы со стенкой камеры установки с тороидальной геометрией
2.4.1. Геометрия установки и характеристики
плазмы
2.4.2. Начальные условия взаимодействия протонов
с поверхностью камеры
2.4.3. Взаимодействие отраженных частиц с плазмой
ВЫВОДЫ
Глава III. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОНОЭНЕРГЕТИЧНЫХ ПРОТОННЫХ
ПУЧКОВ С ТВЕРДЫМ ТЕЛОМ
3.1. Анализ моделей

3.1.1. Влияние кристаллической решетки на
кинематику парного соударения
3.1.2. Оообенности прохождения протонов низких энергий через внутренние слои вещества для разных моделей
3.1.3. Особенности взаимодействия с поверхностным
слоем
3.2. Отражение протонов от гладкой поверхности
3.2.1. Интегральные характеристики
3.2.1.1. Зависимость коэффициентов отражения от энергии
3.2.1.2. Зависимость коэффициентов отражения от
угла падения протонов
3.2.2. Дифференциальные характеристики
3.2.2.1. Энергетические спектры
3.2.2.2. Угловые распределения
3.2.3. Взаимосвязь характеристик энергетических спектров с коэффициентами отражения
3.3. Отражение протонов низких энергий от рельефной поверхности
3.3.1. Интегральные характеристики
3.3.1.1. Одномерный рельеф
3.3.1.2. Двухмерный рельеф
3.3.2. Дифференциальные распределения
ВЫВОДЫ
ГЛАВА ЗУ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДНОЙ ПЛАЗМЫ С ПОВЕРХНОСТЬЮ
ТВЕРДОГО ТЕЛА
4.1. Взаимодействие плазмы со стенкой при отсутствии магнитного поля ( 0В =0°)
4.1.1. Коэффициенты отражения
4.1.2. Дифференциальные распределения
4.2. Взаимодействие плазмы со стенкой в магнитном
поле (0°4©в< 90°)
4.2.1. Коэффициенты отражения
4.2.2. Дифференциальные распределения
4.3. Взаимодействие плазмы со стенкой при ее смещении поперек магнитного поля ( ©в =90°)
4.3.1. Коэффициенты отражения

ших значениях 0О и граница области полного отражения более четко обозначена [71] . Количественный анализ эффекта блокировки,состоящего в данном случае в неспособности ионов проникать в кристалл при скользящем падении, основан на результатах теории каналирования, развитый Линдхардом [III] . Отражение с вероятностью, близкой к единице, от материалов с аморфной структурой рассмотрено в [30]
Результаты машинного моделирования использовались для получения аппроксимаций зависимости и £Е от угла падения ионов и их энергии. Аккерманом [эз] для легких ионов получены соотношения, согласущиеся с экспериментальными зависимостями [П2] при
0О<75°’ Рл1£
&Л,Е (Е, е„) = К^Е(е) + в^Д1" С05 90) (1.64)

(1-65)
параметры С1^Е, Е , 8^Е , р^Е принимают разные значения
для группы материалов, состоящей из , Ре ,Си и. Ай , и водородоактивных металлов Т1 и ^8 . Аппроксимации, предложенные Табатой и др. [ 106,из] , имеют вид
1^5
^СО = (^е , (1.66)
= (А / А*) 1? £ > (1.67)
ГДе Е = *?.л/ ’
£д ■= 1 - 8^/( И- б2£'&3); И б- -параметры, зависящие от типа иона; - тормозная способность для неупругих

потерь энергии в теории Линдхарда; А - полная тормозная способность.